سرفصل: تعريف هوش مصنوعي

مطلب درسي: سيستم هايي که انسان گونه فکر مي‌کنند

هوش مصنوعي چيست؟

«هنر خلق ماشين هايي که توانايي انجام عملياتي را داشته باشند که انجام آن عمليات، توسط انسان، نياز به هوشمندي داشته باشد. [1]». نکته مهم اين است كه در كامپيوترهاي فعلي، يك واحد پردازش كاملاً پيچيده و مرکب از زيرساخت‌هاي مختلف، مسئوليت انجام كليه اعمال هوشمندانه را بعهده دارد؛ در حالي كه خلقت خداوند متعال در سمت و سويي كاملاً مخالف حركت كرده است. در خلقت خداوند تعداد بسيار زيادي از واحدهاي كاملاً ساده (بعنوان مثال نورون‌هاي شبكه عصبي) با عملكرد همزمان (موازي) خود رفتار هوشمند را سبب مي‌شوند. بنابراين تقابل هوشمندي مصنوعي و هوشمندي طبيعي حداقل در حال حاضر تقابل «پيچيدگي فوق‌العاده» و «سادگي فوق‌العاده» در نظام طراحي و ساختار يک محصول پيچيده (مغز مصنوعي/طبيعي) است. اين موضوع هم اكنون به صورت يك جنجال (debate) علمي در جريان است.

با اين اوصاف مي‌توان با تمام وجود به حسن تدبير و حکمت خالق متعال آفرين گفت که با استفاده از ترکيب حکيمانه واحدهاي ساختاري ساده، سامانه‌هايي بسيار پيشرفته همچون مغز بشر را خلق کرده است. بر مبناي همين نکته، چند سالي است که مبحث شبکه‌هاي عصبي (Neural Networks) در مباحث هوش مصنوعي داراي جايگاه ويژه‌اي شده است. در اين شاخه از هوش مصنوعي، پژوهشگران در پي يافتن روش‌هايي براي شبيه‌سازي مؤثر ساختار مغز انسان در رايانه‌ها با استفاده از الگوبرداري از ساختارهاي ساده آن هستند.

لازم به توضيح است که بر مبناي نظرات حکماي الهي، عملکرد هوشمندانه و تفکر بشر تنها توسط ابزار مادي به نام مغز (حاوي سلول‌هاي عصبي خاکستري در جمجمه) انجام نمي‌گيرد، بلکه اين ابزار مادي در دست موجودي فرامادي به نام «روح» يا «نفس ناطقه انساني» است که با استفاده از آن نتايج تفکر و هوشمندي بشر ظهور و بروز مي‌يابند.

سرفصل: تعريف هوش مصنوعي

مطلب درسي: سيستم هايي که منطقي فکر مي‌کنند

منظور ما از «منطق» و منطقي بودن چيست؟

استاد مطهري در کتاب آشنايي با علوم اسلامي مي‌گويد: «يکي از علومي که از جهان خارج وارد حوزه فرهنگ اسلامي شد و پذيرش عمومي يافت و حتي به عنوان مقدمه‌اي بر علوم ديني جزو علوم ديني قرار گرفت «علم منطق» است. علم منطق از متون يوناني ترجمه شد. واضع و مدون اين علم ارسطاطاليس يوناني است. اين علم در ميان مسلمين نفوذ و گسترش فوق‌العاده يافت، اضافاتي بر آن شد و به سرحد کمال رسيد. بزرگترين کتاب منطق ارسطويي که در ميان مسلمين تدوين شد، منطق‌الشفاي بوعلي سينا است. منطق‌الشفاء چندين برابر منطق خود ارسطو است.

منطق «قانون صحيح فکر کردن» است. يعني قواعد و قوانين منطقي به منزله يک مقياس و معيار و ابزار سنجش است که هرگاه بخواهيم درباره برخي از موضوعات علمي يا فلسفي تفکر و استدلال کنيم بايد استدلال خود را با اين مقياس‌ها و معيارها بسنجيم و ارزيابي کنيم تا ذهنمان به خطا نرفته و به طور غلط نتيجه‌گيري نکنيم.

فايده منطق جلوگيري ذهن از خطا در تفکر است. «تفکر عبارت است از مربوط کردن چند معلوم به يکديگر براي بدست آوردن معلوم جديد و تبديل کردن يک مجهول به معلوم. ذهن آنگاه که فکر مي‌کند و مي‌خواهد از ترکيب و مزدوج کردن معلومات خويش مجهولي را تبديل به معلوم کند بايد به آن معلومات شکل و نظم و صورت خاص بدهد. منطق، قواعد و قوانين اين نظم و شکل را بيان مي‌کند»[2].

جاي تأسف است که امروزه تدريس اين علم بسيار مهم و پايه‌اي در اغلب رشته‌هاي تحصيلي دانشگاه‌هاي ما مغفول مانده و به همين دليل بسياري از دانش‌آموختگان کشور عليرغم دارا بودن دانش، توسط افراد مغرض با اندک مغالطه‌اي در استدلال، به سادگي به خطا و انحراف کشيده مي‌شوند.

سرفصل: عاملهاي هوشمند

مطلب درسي: تعريف عامل

«عامل» به هر چيزي اطلاق مي‌شود، که قادر به درک محيط پيرامون خود از طريق حسگرها (sensor) و اثرگذاري‌ بر روي محيط از طريق اثرکننده‌ها (effector) باشد.

عامل‌ها چگونه بايد عمل کنند؟

يک عامل براي موفقيت بايد منطقي عمل نمايد و عمل منطقي عملي است که کار درست انجام مي‌دهد؛ و کار درست کاري است که باعث موفقيت عامل گردد. چگونگي موفقيت يک عامل را معيار کارايي عامل تعيين مي‌کند. براي موفقيت يک عامل هدفي درنظر گرفته شده که براي رسيدن به آن برنامه‌ريزي مي‌گردد و ملاک موفقيت عامل (کارايي عامل) نزديک شدن آن به هدف است که اين ملاک را ناظر (داور) تعيين مي‌کند.

يک انسان را نيز مي‌توان به مانند يک عامل فرض کرد. انسان موفق نيز انساني است که بتواند هر چه بيشتر ملاکهاي مورد نظر خالق خود را تامين کند که از جمله اين ملاکها تحصيل تقوي است.

«يا أَيهَا النَّاسُ إِنَّا خَلَقْناکُمْ مِنْ ذَکَرٍ وَ أُنْثي‏ وَ جَعَلْناکُمْ شُعُوباً وَ قَبائِلَ لِتَعارَفُوا إِنَّ أَکْرَمَکُمْ عِنْدَ اللَّهِ أَتْقاکُمْ إِنَّ اللَّهَ عَليمٌ خَبيرٌ[3]؛ اي مردم! ما شما را از يک مرد و زن آفريديم و شما را تيره‌ها و قبيله‌ها قرار داديم تا يکديگر را بشناسيد؛ (اينها ملاک امتياز نيست)، گرامي‌ترين شما نزد خداوند با تقواترين شماست؛ خداوند دانا و آگاه است»

سرفصل: عامل‌هاي هوشمند

مطلب درسي: تناسب ساختار و برنامه عامل‌هاي هوشمند

ارتباط بين عامل‌ها، معماري‌ها و برنامه‌ها را مي‌توان به صورت ذيل جمع بندي نمود:

عامل = معماري (ساختار) + برنامه

برنامه هر عامل هوشمند بايد متناسب با معماري (ساختار) عامل باشد و بالعکس، تا عامل کارايي لازم را داشته باشد.[4]

طبيعي است که شناخت سازنده يک عامل نسبت به ساختار آن بيشتر از هرکس ديگري مي‌تواند باشد؛ و بنابراين بهترين برنامه‌ريز آن عامل نيز قاعدتاً سازنده آن است.

در مورد انسان (زن يا مرد) نيز بدون ملاحظه ساختار وجودي او نمي‌توان برنامه متناسبي تعريف کرد. بديهي است يک برنامه‌ريزي صحيح حتما بايد متناسب با ساختار وجودي انسان باشد. و کيست که نداند بالاترين علم به ساختار وجودي انسان را خالق او (جلّ و علا) دارد؟!

در نتيجه مي‌توان گفت: : سزاوارترين کس به ارائه برنامه براي انسان، معمار و خالق ساختار وجودي او و عالم‌ترين به آن (يعني خداوند بزرگ‌مرتبه) است. و «دين» نيز در حقيقت چيزي جز «برنامه» براي زندگي صحيح انسان نيست.

قرآن کريم مي‌فرمايد: « شَرَعَ لَکم مِّنَ الدِّينِ ... ؛ (خداوند) آييني را براي شما تشريع کرد ...» [5]؛ و در جايي ديگر ميفرمايد: «... إِنَّ اللَّـهَ اصْطَفَى لَکمُ الدِّينَ ...؛ ... خداوند اين آيين پاک را براي شما برگزيده است ...» [6]

ناگفته نماند که با توجه به پيچيدگي‌هاي فوق‌العاده ساختار و ابعاد وجودي انسان، هيچ کس جز خداوند احاطه لازم را بر آن نداشته و صلاحيت ارائه برنامه/دين جهت زندگي او را ندارد.

سرفصل: تعريف مسئله

مطلب درسي: انواع هدف

آزمون هدف: تعيين مي‌کند که آيا حالت خاصي، حالت هدف است يا خير

در هوش مصنوعي دو نوع هدف وجود دارد:

هدف صريح (عيني): محل هدف در فضاي حالت مسئله کاملا مشخص است. مثلاً شهر مشهدالرضا در کشور ايران براي کسي که هدفش زيارت امام رضاg است.

هدف انتزاعي: هدف در هر نقطه از فضاي مسئله ممکن است به دست آيد و جاي مشخصي را ندارد. مثلاً صله رحم يک هدف انتزاعي است که راهکارهاي مختلفي اعم از ميهماني، هديه، کمک و ... دارد.

نه تنها در هوش مصنوعي اهداف به دو دسته فوق تقسيم مي‌شوند، بلکه در همه مسائل چنين است. در مسائل اسلامي نيز مي‌توان اين دو نوع هدف را ملاحظه نمود. مثلاً آن کس که به حج مشرف مي‌شود هدفي عيني به نام حرم مکه را داراست. ليکن کسي که هدفش قرب الهي است، هدفي انتزاعي دارد.

سرفصل: تعريف مسئله

مطلب درسي: هزينه مسير

مسير: دنباله‌اي از حالتها که دنباله‌اي از فعاليتها را به هم متصل مي‌کند.

هزينه مسير: براي هر مسير يک هزينه عددي در نظر مي‌گيرد.

همانطور که در اين سامانه‌ها براي رسيدن به هر هدفي ناگزير از صرف هزينه مي‌باشيم، در مسير زندگي هم براي رسيدن به اهداف مطلوب‌تر نيازمند صرف هزينه هستيم و اگر کسي متوقع رسيدن به اهداف والاتر بدون پرداخت هزينه باشد عملي نيست.

«وَأَن لَّيسَ لِلْإِنسَانِ إِلَّا مَا سَعَى[7]؛ و اينکه براي انسان بهره‌اي جز سعي و کوشش او نيست.»

سرفصل: تعريف مسئله

مطلب درسي: انواع جستجو

راهبرد «جستجوي ناآگاهانه»[8] اين است که الگوريتم هيچ اطلاعاتي غير از تعريف مسئله در اختيار ندارد. اين نوع الگوريتم‌ها فقط مي‌توانند جانشين‌ها يا حالت‌هايي را توليد کرده و حالت‌هاي هدف را از غير هدف تشخيص دهند. اما الگوريتم‌هايي که تشخيص ميدهند يک حالت غير هدف نسبت به حالت غير هدف ديگر، اميدبخش‌تر است، از راهبرد «جست و جوي آگاهانه» يا «جست و جوي اکتشافي» استفاده مي‌کنند.

در امر خطير ازدواج نيز افراد با يکي از همين دو راهبرد به دنبال همسر مي‌گردند. آنان که از راهبرد جستجوي ناآگاهانه استفاده مي‌کنند، پيوسته در حال آشنا شدن با اين و آن هستند تا ببينند کدام يک از آنان به مذاقشان خوش مي‌آيند!

اما آنان که از راهبرد جستجوي آگاهانه استفاده مي‌کنند، ابتدا با مطالعه و مشورت با افراد خردمند، براي خود معيارهاي مشخص و قابل اندازه‌گيري تعيين مي‌کنند. سپس با استفاده از معيارهاي حاصله، افراد مطرح/پيشنهاد شده براي ازدواج را محک مي‌زنند و به انتخاب صحيح مي‌رسند.

در جست وجوي آگاهانه معمولا هدف مورد زودتر محقق خواهد شد در صورتي که جست و جوي ناآگاهانه براي رسيدن به هدف مطلوب هزينه و زمان بيشتري نياز دارد.

سرفصل: حل مسئله

مطلب درسي: اندازه‌گيري کارايي حل مسئله

براي اندازه‌گيري کارايي يک مسئله معيارهاي چهارگانه «کامل بودن»، «بهينگي»، «پيچيدگي زمان» و «پيچيدگي فضا» وجود دارند که ارضاي تحصيل همزمان اين چهار معيار هميشه امکان‌پذير نيست. در هر مورد طراح سامانه بايستي با توجه به اهداف کار، تصميم بگيرد که کدام معيارها را فداي معيارهاي ديگر کند.

اگر ما به معيارهاي اندازه‌گيري نگاه کنيم و بخواهيم ارتباط بين آنها را دريابيم به نظر ميرسد انتخاب هر يک از چهار معيار، با هدف افزايش «منفعت» انجام مي‌گيرد. يعني هرکدام از اين چهار معيار هنگامي مهم هستند که منفعت بيشتري نصيب کاربر ‌کنند.

خداوند نيز همين اصل منفعت محوري را در مورد حرمت شراب و قمار متذکر مي‌شود و علت لزوم پرهيز از اين دو را بيشتر بودن ضرر آنها از نفعشان بيان مي‌ کند.

«يسْأَلُونَک عَنِ الْخَمْرِ وَالْمَيسِرِ قُلْ فِيهِمَا إِثْمٌ کبِيرٌ وَمَنَافِعُ لِلنَّاسِ وَإِثْمُهُمَآ أَکبَرُ مِن نَّفْعِهِمَا...؛[9] در باره شراب و قمار از تو سؤال مي‌کنند، بگو: «در آنها گناه و زيان بزرگي است؛ و منافعي (از نظر مادي) براي مردم در بردارد؛ (ولي) بِزِه و زشتي آنها از نفعشان بيشتر است.»

سرفصل: الگوريتم ژنتيک

مطلب درسي: آشنايي با روش اجرايي الگوريتم‌هاي ژنتيک

در طبيعت موجودات در نسل‌‌هاي مختلف تکامل يافته‌‌اند. در هر نسل موجودات ضعيف توسط عوامل محيطي از صحنه روزگار حذف مي‌‌شوند و قبل از توليد نسل از چرخه حذف خواهند شد. ناگفته نماند اين روند تکاملي در طبيعت که در نظر ابتدايي يک روند تصادفي به نظر مي‌رسد، در واقع هدفمند است. خداوند عالم به عنوان رب‌العالمين روند رشد و تکامل موجودات را تدبير مي‌کند[10].

الگوريتم ژنتيک يک الگوريتم برگرفته شده از تکامل طبيعي است. براي هر مساله ابتدا تعدادي جواب تصادفي اوليه توليد مي‌‌شود. سپس اين جواب‌‌هاي تصادفي نمره‌‌گذاري شده و در بين اين جواب‌‌ها جواب بد حذف خواهد شد. جوابهاي مناسب‌تر با هم ترکيب شده و اميد است نسل بعد بهتر از نسل قبل باشد. اين روند در تکرارهاي مختلف اجرا مي‌‌شود تا در پايان جواب مناسب توليد شود.

[1].  .هوش مصنوعي: رهيافتي نوين، ص 3، به نقل از کرزويل  Kurzwei  1991.

[2].  «آشنايي با علوم اسلامي»، ج1، ص 25-28 .

[3]. سوره حجرات آيه 13.

[4].  اصول و مباني هوش مصنوعي، ص 35.

[5].  سوره مبارکه شوري آيه 13.

[6].  سوره مبارکه بقره آيه 132.

[7]. سوره نجم آيه 39.

[8].  رويکردي نوين در هوش مصنوعي جلد 1، ويرايش دوم، چاپ هفدهم، ص 87.

[9].  سوره بقره آيه 219.

[10].  اين نوع از هدايت به «هدايت تکويني» موسوم است.